超宽带平面单极子天线阵列、通信器件和终端设备的制作方法

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种超宽带平面单极子天线阵列、通信器件和终端设备。

背景技术：

现代无线通信系统要求更高的数据传输速率、更大的信道容量和更宽的通信频带。超宽带(Ultra Wideband，简称UWB)技术因其独有的特性被广泛地应用在各种无线设备中，扩展的带宽实现了高数据率的传输，多径传播固有的鲁棒性保证了高可靠性。

随着UWB技术在多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，简称MIMO)天线系统中的应用增多，UWB MIMO天线在学术和工业领域都吸引了极大的关注。超宽带和高隔离度是UWB MIMO天线系统的首要目标，现有技术中利用不同技术来实现扩展带宽和减少互耦的UWB MIMO天线设计。

一种减少UWB MIMO天线阵元之间的互耦，提高天线阵元间的隔离度的方式是：在超宽带平面单极子天线阵列的接地面(或称接地板)上加载Y型和T型结构以降低天线阵元间的互耦，除了改变接地板的结构外，还可以通过垂直排布天线阵元获得正交的天线极化，从而使天线阵元间的互耦保持较低的水平。但是，这种实现方式使得UWB MIMO天线阵列的结构复杂且尺寸增加较多、辐射性能改变、去耦结构复杂。

因此，如何在保证天线辐射性能、结构简便、尺寸不增加的情况下，简便地提高UWB MIMO天线阵列的天线阵元间的隔离度是亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种超宽带平面单极子天线阵列、通信器件和终端设备，用以简便地提高天线阵列的隔离度。

一方面，本发明实施例提供了一种超宽带平面单极子天线阵列，包括：

介质基板、第一接地板、第二接地板、中和线、第一平面单极子天线的辐射贴片及微带馈线、第二平面单极子天线的辐射贴片及微带馈线；

所述第一接地板和所述第二接地板沿所述介质基板的中心线，分别对称印刷在所述介质基板的下表面；所述第一平面单极子天线的辐射贴片及微带馈线，和所述第二平面单极子天线的辐射贴片及微带馈线，沿所述介质基板的中心线，分别对称印刷在所述介质基板的上表面；

所述中和线的两端分别连接在所述第一平面单极子天线的辐射贴片上和所述第二平面单极子天线的辐射贴片上。

可选地，所述中和线在所述第一平面单极子天线的辐射贴片上的连接位置相距所述介质基板的中心线的距离，与所述中和线在所述第二平面单极子天线的辐射贴片上的连接位置相距所述介质基板的中心线的距离相等。

可选地，所述第一平面单极子天线的辐射贴片和所述第二平面单极子天线的辐射贴片均为圆环形辐射贴片。

可选地，所述第一接地板和所述第二接地板均为矩形接地板。

可选地，所述中和线的形状包括：折线或曲线。

可选地，所述中和线呈“弓”字形。

另一方面，本发明实施例还提供一种通信器件，包括：

无线收发器，以及如上任一项所述的超宽带平面单极子天线阵列，所述无线收发器与所述超宽带平面单极子天线阵列连接。

再一方面，本发明实施例还提供一种终端设备，包括：

处理器、存储器、以及如上所述的通信器件，所述处理器、所述存储器和所述通信器件通过总线连接。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：将中和线加载到UWB平面单极子天线阵元上，可以有效降低天线阵列在整个UWB频段的互耦，提高天线阵元间的隔离度，并且该去耦结构简单易于实现，不会对天线阵列的结构和尺寸造成影响，天线阵列保持稳定的辐射性能。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例所提供的超宽带平面单极子天线阵列的结构的正视图；

图2是本发明实施例所提供的通信器件的结构示意图；

图3是本发明实施例所提供的终端设备的结构示意图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

本发明实施例提供一种超宽带平面单极子天线阵列，参考图1所示，该天线阵列包括：

介质基板11、第一接地板12、第二接地板13、第一平面单极子天线的辐射贴片14及微带馈线15、第二平面单极子天线的辐射贴片16及微带馈线17，以及中和线18。

可选地，天线阵列的介质基板11为相对介电常数为4.4，厚度为1.6mm的FR4材料，其损耗角正切为0.02，尺寸为W＝40mm，L＝80mm。

其中，第一接地板12和第二接地板13沿介质基板11的中心线，分别对称印刷在介质基板11的下表面；第一平面单极子天线的辐射贴片14及微带馈线15，和第二平面单极子天线的辐射贴片16及微带馈线17，沿介质基板11的中心线，分别对称印刷在介质基板11的上表面。如图1中所示，可以左右对称分布。

可选地，所述第一平面单极子天线的辐射贴片14和第二平面单极子天线的辐射贴片15均为圆环形辐射贴片。

可选地，第一接地板12和第二接地板13均为矩形接地板。

具体地，中和线18用于连接第一平面单极子天线的辐射贴片14和第二平面单极子天线的辐射贴片16，中和线18的两端分别连接在第一平面单极子天线的辐射贴片14上和第二平面单极子天线的辐射贴片16上。

可选地，中和线18在上述两个辐射贴片上的连接位置相对于介质基板11的中心线对称。即中和线18在第一平面单极子天线的辐射贴片14上的连接位置相距介质基板11的中心线的距离，与中和线18在第二平面单极子天线的辐射贴片16上的连接位置相距介质基板11的中心线的距离相等。

实际应用中，可以根据中和线18的形状来设定中和线18的长度，可选地，中和线18的形状包括：折线或曲线。比如，中和线18呈“弓”字形。

利用电磁仿真软件进行仿真优化，可以得到当天线阵列的介质基板为相对介电常数为4.4，厚度为1.6mm的FR4材料，其损耗角正切为0.02。天线阵列的尺寸为L₁＝19.8mm,L₂＝21.4mm,R₁＝7.6mm,R₂＝2.5mm,w₂＝3mm时，天线阵列的阻抗带宽为3.1～12GHz，覆盖了UWB频带的宽度。

将中和线加载在天线阵列上，能够提供额外的电流耦合路径，可以抵消天线阵列的介质基板上的表面波，从而降低天线阵元间的耦合强度，提高天线阵元间的隔离度。

另外，通过对增加上述中和线前后天线阵列的性能的测试表明：天线阵列的S参数有明显降低，辐射方向图基本保持一致。

因此，本实施例提供的UWB平面单极子天线阵列，将中和线加载到UWB平面单极子天线阵元上，可以有效降低天线阵列在整个UWB频段的互耦，提高天线阵元间的隔离度，并且该去耦结构简单易于实现，不会对天线阵列的结构和尺寸造成影响，天线阵列保持稳定的辐射性能。

实施例二

本发明实施例提供一种通信器件，如图2所示，该通信器件包括：

无线收发器21，以及如上述实施例所述的天线阵列22，该无线收发器21与天线阵列22连接。

实施例三

本发明实施例提供一种终端设备，如图3所示，该终端设备包括：

处理器31、存储器32、以及如上所述的通信器件33，处理器31、存储器32和通信器件33通过总线34连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。